[发明专利]感辐射线性树脂组合物

说明书

【技术领域】

本发明是有关液浸曝光方法所使用的液浸曝光用感辐射线性树脂组合物，更详细地说，有关能使所得的图案形状良好，且具有优良解像度及焦点深度充裕性，并对液浸曝光时所接触的液浸曝光用液体的溶出物量较少的液浸曝光用感辐射线性树脂组合物。

【背景技术】

最近在制造集成电路元件用的代表性微细加工领域中，为了得到更高的集成度，而需使用能微细加工至200nm以下水准的微影蚀刻技术。但先前微影蚀刻过程一般是使用i线等的近紫外线作为辐射线，而该近紫外线极难进行四分之一微米以下水准的微细加工。因此开始研究可进行200nm以下水准的微细加工用波长更短的辐射线。该短波长的辐射线，例如可举代表水银灯亮线光谱、等离子雷射的远紫外线、X线、电子线等，其中又以KrF等离子雷射(波长248nm)及ArF等离子雷射(波长193nm)特别受到注目。

针对该等离子雷射照射所适用之抗蚀剂曾出现数种利用含酸解离性官能基成分及照射辐射线(以下称为“曝光”)时会发生酸的成分(以下称为“酸发生剂”)的具有化学加强效果之抗蚀剂(以下称为”化学加强型抗蚀剂”)的提案。该化学加强型抗蚀剂提案，例如含有具有羧酸的t-丁基酯基或苯酚的t-丁基碳酸酯基的树脂及酸发生剂的抗蚀剂。将该抗蚀剂曝光后可利用所产生酸的作用，使存在于树脂中的t-丁基酯基或t-丁基碳酸酯基解离，而使树脂具有由羧基或苯酚性羟基所形成的酸性基，结果成为抗蚀膜的曝光领域中可利用对碱显影液为易溶性现象的物质。

今后对上述微影蚀刻技术要求可形成更微细的图案(例如线宽90nm的微细抗蚀图案)。为了达到比90nm更微细的图案形成，曾考虑使上述曝光装置的光源波长短波长化，及增加透镜开口数(NA)。但光源波长短波化需备有高额的新曝光装置，还有，透镜的高NA化时会因解像度与焦点深度具有交换关系，而存在提升解像度时会降低焦点深度的问题。

最近为了解决该问题曾出现称为液浸曝光(liquid immersionlithography)法的微影蚀刻技术的报告。该方法为：曝光时于透镜及基板上抗蚀膜之间，至少介有抗蚀膜上具有一定厚度的纯水或液体折射率介质(浸渍液)。该方法中，例如纯水等折射率(n)较大的液体取代原来空气、氮等惰性气体的曝光光路空间，因此既使使用相同的曝光波长光源也可同使用短波长光源及使用高NA透镜一样达成高解像性，同时降低焦点深度。使用该液浸曝光法时可实现，使用现有装置中实际装备的透镜，以低成本形成具有更高解像性及优良焦点深度的抗蚀图案而深受注目。

但该液浸曝光过程中，曝光时抗蚀膜直接接触水等折射率液体(浸渍液)时，会由抗蚀膜溶出酸发生剂等，当该溶出物量较大时会出现无法得到一定形状之图案、充分解像度、及透镜污染的问题。

使用于液浸曝光装置的抗蚀剂用的树脂提案，例如专利文献1及专利文献2所记载的树脂。

但既使使用该树脂的抗蚀剂也未必得到充分的图案形状及解像度。

专利文献1：国际公开WO 2004/068242号公报

专利文献2：特开2005-173474号公报

【发明内容】

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供使用液浸曝光方法可得到的良好图案形状及优良解像度，且液浸曝光时对所接触的液浸曝光用液体的溶出物量较少的液浸曝光用感辐射线性树脂组合物。

解决课题的手段

本发明的感辐射线性树脂组合物，是在透镜与光抗蚀膜之间介由波长193nm的折射率超过1.44但不足1.85的液浸曝光用液体照射辐射线的液浸曝光微影蚀刻法中所使用的、形成光抗蚀膜的感辐射线性树脂组合物中，其特征在于，该感辐射线性树脂组合物含有：含具有内酯结构的重复单元的碱不溶性或碱难溶性但在酸作用下可成为碱易溶性的树脂，及感辐射线性酸发生剂。

还有，上述树脂为具有上述内酯结构的重复单元的同进还含有下式(1)所示的重复单元的共聚物。

[化2]

式(1)中，R¹为氢原子、甲基或三氟甲基；R²相互独立为碳数4至20的1价脂环式烃基或其衍生物、碳数1至4的直链状或支链状烷基，且R²中至少1个为脂环式烃基或其衍生物，或者任何2个R²可相互键合形成碳数4至20的2价脂环式烃基或其衍生物，其余的R²为碳数1至4的直链状或支链状烷基、碳数4至20的1价脂环式烃基或其衍生物。